非自動衡器對置零準確度與零點誤差的理解

一、概述

R76-1《非自動衡器》建議中，將零點和置零作為一個非常重要的問題，不但對其提出了計量要求，還規定了技術要求，因為任何一臺衡器零點的穩定是其計量性能的基本保證。下面這些名詞術語都是與零點緊密相關的，我們依次進行說明、分析。

1.示值誤差：衡器的示值與對應質量(約定)真值的差值。

2.大允許誤差：對于處在參考位置且空載已置零的衡器，其示值與對應的由參考標準質量或標準砝碼確定的真值間的建議允許的大正、負差值。

3.置零裝置：當承載器上無載荷時，將示值設置到零的裝置。對于電子衡器來講，包括：半自動置零裝置、自動置零裝置、初始置零裝置、零點跟蹤裝置。

4.置零準確度：衡器置零后，零點誤差對稱量結果的影響在±0.25e范圍內。

5.零點誤差：是指卸載后，衡器零點的示值誤差，檢定時的大允許誤差在±0.5e范圍內。

6.零點跟蹤裝置：自動將零點示值保持在一定范圍內的裝置。零點跟蹤裝置是一種自動置零裝置。

零點跟蹤裝置可以有四種狀態：沒有、不運行、運行、出工作范圍。

零點跟蹤裝置在以下情況時才允許運行：

——示值為零，或相當于毛重為零時負的凈重值；

——并且平衡處于穩定；

——修正量不大于0.5e/s。

二、試驗方法

1.零點跟蹤裝置

由于目前我國絕大多數電子衡器產品都存在零點跟蹤裝置，所以需要測試零點的誤差時，必須保證零點跟蹤不能處于運行狀態。那么，零點跟蹤裝置“不運行”方法，就是在零點附近加放一定重量的載荷，使之零點跟蹤出其工作范圍。

⑴確定零點跟蹤裝置的修正速率

由于在相關標準和檢定規程中沒有確定零點跟蹤修正速率的方法，發現有一些制造商就在這上面投機取巧，有意識地加大修正速率，使稱重儀表的回零速度變快，以示該產品質量。為此作者在實際工作中總結出來的一種方法，可以快速在現場檢查出衡器的零點跟蹤速率。

①接通電源，至少穩定30min，在承載器上加放10e的載荷，使衡器“零點跟蹤”出工作范圍。每隔2s左右時間間隔，輕緩加放0.3e的載荷，觀察示值。

②連續加放3個0.3e的載荷后，衡器示值明顯增加了一個分度值，說明該裝置沒有或不運行。

③如果加放3個0.3e的載荷后衡器沒有明顯改變示值，說明該裝置仍在運行，而且跟蹤修正量在0.5e/s之內。

④然后，輕緩將3個0.3e的載荷取下，衡器示值應該明顯減少一個分度值。

為什么是使用3個0.3e的載荷？

0.3e載荷小于0.5e/s的修正速率；而3個0.3e載荷又大于0.5e/s，小于1e/s的修正速率（因為要求修正速率是以不大于0.5e/s的間隔遞增的）。

⑵具體加放多少載荷出零點跟蹤范圍

R76在有關試驗時，要求加放10e的載荷以出零點跟蹤的范圍。為什么不是5e的載荷，為什么不是2e的載荷？

加放10e的載荷以出零點跟蹤的范圍是建立在修正量不大于0.5e/s的基礎上的，這可能與操作的時間長短有關。如果修正量為0.5e/s，要達到10e的跟蹤范圍則需要20s的時間，要達到5e的跟蹤范圍則需要10s的時間，要達到2e的跟蹤范圍則需要5s的時間。

雖然在建議和我國相關規程中都是明確規定，零點跟蹤裝置的修正速率必須是“不大于0.5e/s”，但是許多稱重儀表的制造企業，在儀表出廠時并沒有將零點跟蹤裝置的修正速率設置在這一點上。甚至有的稱重儀表制造企業，設置在大修正速率上（目前看到的大修正速率為6e/s）。

2.置零準確度檢定

如果稱重儀表沒有零點跟蹤功能，或者有一個專門的開關可以關閉零點跟蹤裝置，在檢測“置零準確度”和“零點誤差”時，是沒有必要加放附加載荷（10e）的。問題是目前我國大部分稱重儀表，都沒有配置這個可以關閉零點跟蹤裝置的開關，而且又都具有零點跟蹤功能，所以為了得到零點時的誤差，不得已只好在衡器空載狀態時，加放一個附加載荷（10e）使之出零點跟蹤工作范圍，這樣就得到的是一個“零點附近”的置零準確度。依次加放0.1e的附加砝碼，直至示值明顯增加一個分度值（I+e），附加砝碼的累計為ΔL，這樣這個零點誤差就是：。如果附加砝碼累計為0.4e，那么：。

3.確定置零準確度的意義

置零準確度確定的目的，就是為了保證在檢定過程中完成“化整前修正誤差”的計算。在檢定一臺衡器的準確度時，可以通過公式得到化整前誤差：，為了更加準確知道衡器具體秤量點的誤差，需要用零點的誤差對其進行修正，即是：。

通過零點誤差對秤量點的誤差進行修正之后，有可能將略微出大允許誤差的示值修正為合格，也可能將看似在合格范圍內的示值修正為不合格。但是，使用零點誤差修正的目的就是為了使得檢測結果的準確性。

4.零點誤差檢定

首先檢定應該是這樣確定衡器零點誤差的：在全部卸除衡器承載器上的載荷前，必須先向承載器上加放10e的載荷，再卸下承載器上的載荷，依次加放0.1e附加砝碼，直至示值明顯增加一個分度值（I+e），附加砝碼的累計為ΔL，再按照閃變點方法確定零點誤差，就是：。如果附加砝碼累計為0.4e，那么：。

三、結束語

1.由于目前稱重儀表基本上都有“零點跟蹤裝置”，而且沒有設置開關可以關閉這個功能，所以在檢定零點的誤差時必須向承載器上加放10e的載荷，使其出零點跟蹤范圍。

2.零點跟蹤裝置的修正速率，是影響一臺電子衡器返回零點速度的一個重要因素。零點跟蹤裝置的跟蹤量不大于0.5e/s的修正速率是每臺電子衡器必須遵循的規定，隨意將修正速率設置大于規定速率，必然會掩蓋一些稱量過程中不應該存在的問題。所以，建議在檢定之前應該首先檢查被檢電子衡器的零點跟蹤裝置的修正速率，是否在規定的范圍內。

3.“置零準確度”與“零點誤差”這些概念，都是為了使檢定時誤差計算的準確度，而人為制定出來的，在實際使用中是不可能（也無法）去計較一個示值誤差是否有±0.25e的差異。